Pramonės naujienos: hidraulinis keraminis stūmoklinis siurblys išsprendžia 40 % kietojo dumblo transportavimą dideliais atstumais

Įvadas

Didelio kietumo dumblo gabenimas dideliais atstumais išlieka pagrindiniu techniniu iššūkiu tekstilės marginimo-dažymo, kasybos ir komunalinių nuotekų valymo projektuose. Kaip tipiškas ne Niutono skystis, didelės koncentracijos dumblas turi daug kietųjų dalelių ir sukuria daug didesnę dujotiekio trintį nei švarus vanduo. Kai tokiomis darbo sąlygomis naudojami įprasti išcentriniai siurbliai, operatoriai dažnai susiduria su greitu sparnuotės susidėvėjimu, vamzdynų užsikimšimu, srauto mažėjimu ir dažnais techninės priežiūros išjungimais, o tai neigiamai veikia stabilų dumblo šalinimo įrenginių darbą.

Siekdama patenkinti realius kilometro masto didelio kietųjų medžiagų dumblo pernešimo poreikius, Sinou Environmental techninė komanda atliko specialią galimybių studiją. Atsižvelgiant į 40 % kieto kiekio nusausintą dumblą, tyrimas apima hidraulinius skaičiavimus, hidraulinės sistemos atitikimo patikrą, visos komplektacijos konfigūracijos pasirinkimą, rizikos įvertinimą ir ekonominį įvertinimą. Analizė suteikia vertingos informacijos EPC rangovams, projektavimo institutams ir galutiniams vartotojams renkantis įrangą dumblo transportavimo projektams.

Pagrindinės skaičiavimo sąlygos

Šiam vertinimui nustatytos ribinės sąlygos yra šios:

• Vidutinė: nusausintas dumblas, kuriame yra apie 40 % kietųjų medžiagų
• Projektinis debitas: 100m³/h
• Horizontalus transportavimo atstumas: 1000m
• Statinis kėlimo aukštis: 20m
• Maitinimo šaltinis: hidraulinis keraminis stūmoklinis siurblys, varomas HY180 ašinio stūmoklio kintamo siurblio

Pagal hidraulinius skaičiavimus, dumblo tankis siekia 1360kg/m³. DN150 nusidėvėjimui atsparus vamzdis naudojamas su 1,57 m/s srauto greičiu. Sujungus 20 m statinį aukštį ir trinties nuostolius nuo 40 m iki 70 m (55 m imami tarpiniam įvertinimui), bendra srutų kolonėlės aukštis yra 75 m. Teoriškai reikalingas siurblio išėjimo slėgis yra apie 1,0 MPa. Atsižvelgiant į vietinį atsparumą ir saugos normą, siurblio vardinis darbinis slėgis turi būti ne mažesnis kaip 1,2 MPa.

Hidrauliniam derinimui taikomas 1:10 ploto santykis tarp hidraulinio cilindro ir srutų cilindro. Patikrinimas rodo, kad HY180 siurblio vardinis slėgis yra 31,5 MPa, gerokai didesnis nei reikalaujamas darbinis alyvos slėgis 12 MPa. Jo išvesties srautas gali patenkinti sistemos reikalavimus. Įrengtas 40–45 kW VFD variklis, srautą galima reguliuoti kintamo dažnio greičio valdikliu, kad būtų išvengta nereikalingo energijos švaistymo. Teoriniai skaičiavimai įrodo, kad ši galios konfigūracija gali atitikti projekto projektavimo tikslus.

Rekomenduojama visiško rinkinio konfigūracija

Siekiant užtikrinti ilgalaikį stabilų veikimą, techninis skyrius siūlo tokią visos apimties konfigūraciją:

1. Hidraulinis keraminio stūmoklio siurblio pagrindinis blokas 

Naudokite dviejų arba trijų cilindrų struktūrą su keraminiais stūmokliais ir keraminėmis vožtuvų lizdais. Vardinis debitas 105-110m³/h su eksploatacine marža; vardinis slėgis ≥1,6 MPa. Hidraulinio cilindro ir srutų cilindro ploto santykis suprojektuotas kaip 1:10. Keraminiai komponentai užtikrina puikų atsparumą dilimui nuo nuolatinio didelio kietumo turinčio dumblo šveitimo ir pailgina susidėvėjusių dalių priežiūros intervalą.

2.Hidraulinė jėgainė 

Įdiekite HY180 ašinį stūmoklinį kintamąjį siurblį, kad galėtumėte lanksčiai reguliuoti slėgį ir srautą vietoje. Pasirinktas 45kW VFD variklis su IP55 apsaugos klase ir F klasės izoliacija. Pagalbiniai komponentai apima standartinį alyvos baką, aušinimo įrenginį, filtravimo sistemą ir integruotus vožtuvų blokus. Kintamo siurblio ir VFD variklio derinys dinamiškai reguliuoja galią pagal dumblo sąlygas, kad būtų galima taupyti energiją.

3.Vamzdynų sistema 

Rekomenduojamas nusidėvėjimui atsparus vamzdynas DN150 PN16. Galimos medžiagos: UHMW-PE arba plieninis plastikas. Tikrasis klojimo ilgis turėtų būti iki 1050 m, kad būtų kompensuotas vietinis pasipriešinimas, kurį sukelia alkūnės ir jungtys.

4. Automatinė valdymo sistema 

PLC pagrįsta valdymo sistema renka realaus laiko duomenis, įskaitant siurblio išleidimo slėgį, srautą, hidraulinės stoties alyvos slėgį ir alyvos temperatūrą. Palaikomi tiek pastovaus srauto, tiek pastovaus slėgio valdymo režimai. Integruotos apsaugos nuo per didelio slėgio, perkaitimo ir perkrovos įjungia aliarmus apie gedimus ir sumažina darbo vietoje riziką.

Projekto rizika ir mažinimo priemonės

Dujotiekio trinties nuostoliai šiame tyrime įvertinti remiantis empiriniais koeficientais. Faktinis lauko pasipriešinimas labai skiriasi dėl dumblo reologijos, dalelių sudėties, temperatūros ir vamzdžio vidinio paviršiaus būklės, svyruoja nuo 40 m iki 70 m arba net didesnis ekstremaliomis aplinkybėmis.

Jei trinties nuostoliai vietoje viršija apskaičiuotas vertes, padidės reikiamas siurblio slėgis ir hidraulinės alyvos slėgis. Nepakankama marža sutrumpins įrangos tarnavimo laiką. Siūlomos trys praktinės atsakomosios priemonės:

• Surinkite tikrus dumblo mėginius prieš projekto vykdymą ir atlikite reologinį bandymą arba kilpinio vamzdžio eksperimentą, kad gautumėte tikslius dujotiekio atsparumo duomenis galutiniam įrangos pasirinkimui.
• Sistemos projekte palikite 25–30 % slėgio saugos ribą. Šiuo atveju darbinis alyvos slėgis (12 MPa) yra daug mažesnis už vardinį siurblio slėgį (31,5 MPa), todėl paliekama pakankamai reguliavimo erdvės kintamoms vietos sąlygoms.
• Pritaikykite VFD greičio reguliavimą kartu su uždaro ciklo slėgio valdymu, kad dinamiškai pakeistumėte siurblio greitį ir prisitaikytumėte prie besikeičiančių dumblo savybių.

Ekonominis ir patikimumo įvertinimas

Ašinis stūmoklinis siurblys HY180 yra brandus ir standartizuotas hidraulinis komponentas su stabilia tiekimo grandine ir valdoma pradine investicija visai hidraulinei stočiai. Vieno siurblio išdėstymas pasižymi paprasta struktūra ir mažiau gedimo taškų, kad būtų patogiai prižiūrėti lauke. Keraminiai stūmokliai ir vožtuvų lizdai užtikrina puikų atsparumą nusidėvėjimui, kai naudojami daug kietųjų medžiagų turinčio dumblo, todėl sumažėja atsarginių dalių sąnaudos ir prastovos.

Darant prielaidą, kad metinės darbo valandos yra 6000 val., o pramoninė elektros kaina yra 0,7 CNY/kWh, 45 kW galios variklio metinės energijos sąnaudos yra maždaug 189 000 CNY. Jis užtikrina palankų energijos vartojimo efektyvumą ir tinka nuolatiniams dumblo transportavimo scenarijams, tokiems kaip tekstilės nuotekų valymas, kasyklų atliekų šalinimas ir komunalinio dumblo projektai.

Išvada

Remiantis išsamiu skaičiavimu ir vertinimu, varomu HY180 ašiniu stūmokliniu kintamu siurbliu ir 45 kW VFD varikliu, hidraulinis keraminis stūmoklinis siurblys gali techniškai transportuoti 100 m³/h 40 % kietojo dumblo 1000 metrų horizontaliu atstumu, tinkamai suprojektavus sistemą.

Reikia pabrėžti, kad išmatuoti dumblo reologiniai duomenys yra būtini sėkmingam projekto įgyvendinimui; vien empirinis įvertinimas negali pakeisti tikro imties testavimo. Ši ataskaita gali būti naudojama kaip nuoroda EPC rangovams, projektavimo institutams ir pramonės įmonėms renkantis dumblo šalinimo projekto įrangą.

Pamatinis dokumentas: Hidraulinio keraminio stūmoklio siurblio, skirto didelės koncentracijos dumblui transportuoti, galimybių techninės analizės ataskaita, Sinou techninis skyrius, 2025 m. gruodžio 29 d.